《典型汽车零件的机械加工工艺》讲解教学课件

§5-1 齿轮制造工艺
六、齿轮主要加工表面的工序安排
汽车齿轮机械加工的工艺过程
1.定位基面（齿轮内孔及端面或齿轮轴端面及中心孔） 的加工； 2.外表面及其他表面的加工； 3.轮齿齿面的粗、精加工； 4.热处理； 5.修复定位基面及精加工装配基准（内孔及端面、轴 颈、花键等）； 6.轮齿齿面进行热处理后的精加工。
§5-1 齿轮制造工艺 二、齿轮结构工艺性分析
（2）当齿轮较宽时，盘形齿轮的端面形状常做成凹 槽形状，以减轻质量和减少机械加工质量。
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§5-1 齿轮制造工艺 二、齿轮结构工艺性分析
（3）盘形齿轮在滚齿机上加工时，为了提高生产率， 常采用多件顺序加工。
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§5-1 齿轮制造工艺 二、齿轮结构工艺性分析
§5-1 齿轮制造工艺 五、齿轮机械加工的定位基准
应先以端面为主要 定位基面加工内孔和 端面，并在一次装中 完成，以保证其垂直 度。
再以加工后的内孔 和端面作为组合定位 基面加工外圆和另一 端面。
加工齿面时应采用 内孔及端面定位。
齿轮孔长径比L/D<1的盘形齿轮的定位
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§5-1 齿轮制造工艺
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§5-1 齿轮制造工艺 五、齿轮机械加工的定位基准
加工孔长径比L/D﹥1的单联或多联齿轮时，应以孔 作为主要定位基面。为了消除孔和心轴间的间隙的影 响，精车齿坯时，常用过盈心轴或小锥度心轴。
预加工齿面时，可采用能自动定心的可胀心轴或分 组的小间隙心轴装夹。
齿轮孔长径比L/D>1齿轮的定位
六、齿轮主要加工表面的工序安排
三阶段：齿坯加工→轮齿齿面加工→热处理后的 精加工。
齿坯加工主要是为轮齿齿面加工准备好定位 基准（基面）。
轮齿齿面的加工方案主要取决于齿轮的精度 等级，同时考虑到齿轮的结构特点、生产类型 及热处理方法等。
钢制齿轮的淬火工序，主要是使齿面具有较 高的硬度。而心部要保持一定的韧性。
五、齿轮机械加工的定位基准
当加工轴的外圆表面、外螺纹、圆柱齿轮齿面和花 键时，常选择轴两端的中心孔作为定位基准，把工件 安装在机床的前、后（或上、下）两顶尖之间进行加 工。
如以工件两端中心孔定位不方便或安装刚度不足时， 常用磨削过的两轴颈定位，装夹在精密的弹性夹头中 进行加工。
§5-1 齿轮制造工艺
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五、齿轮机械加工的定位基准
带孔齿轮加工其轮齿齿面时采用齿坯内孔（光孔或 花键孔）及端面定位。因为以这些表面作为定位基准
符合基准重合原则；也符合基准统一原则。孔和端面 哪一个作为主要定位基准，要根据定位的稳定性来决 定。
作为定位基准的孔尺寸公差要求较严格，一般按H7 加工。为了消除孔和心轴间的间隙的影响，精车齿坯 时，常用过盈心轴或小锥度心轴（锥度为 1/4000~1/6000）。
轮规定为0.011~0.022mm。 （5）齿轮的热处理要求。
基准端面的表面粗糙度 对常用的低碳合金钢材料
为Ra0.4~0.8μm。非定位 的汽车齿轮，其热处理要
和非工作端面表面粗糙 求是渗碳淬火的有效硬化
度为Ra6.3~25μm。
层深度、硬度和金相组织。
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四、齿轮的材料和毛坯
§5-1 齿轮制造工艺
三、齿轮的主要技术要求
（3）端面圆跳动。带孔 （4）齿轮齿顶圆公差。当
齿轮齿坯轮毂端面是切 齿轮齿顶圆作为加工、测
齿时的定位基准，端面 量的基准时，其尺寸公差
对内孔的跳动量对齿轮 要求比较严，一般为IT8。
的加工精度有很大影响。 不作为加工、测量的基准
对于6~7级精度的汽车齿 时，其公差一般为IT11。
汽车第一速及倒档齿轮锻件毛坯图
模锻齿轮毛坯材料纤维排列
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四、齿轮的材料和毛坯
（3）齿轮热处理。 齿轮毛坯必须进行初步热处理，常采用正火或等
温退火，以消除内应力，改善切削加工性。 齿轮齿面热处理： 对中碳钢或中碳合金钢常采用高频淬火和低温回
火； 对低碳合金渗碳钢采用渗碳淬火热处理。
非传力齿轮可用不淬火钢、铸铁、夹布胶木、尼 龙、工程塑料等制造。
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四、齿轮的材料和毛坯
（2）毛坯的选择。 锻件、铸件、粉末冶金件等；传力齿轮毛坯一般
采用模锻件。模锻后，内部纤维对称于轴线，可提 高材料强度。模锻 齿轮毛坯模锻
采用精铸、精锻等工艺制造齿坯，可实现少、无 切削加工。
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第五章
典型汽车零件的机械加工工艺
§5-1 齿轮制造工艺 §5-2 连杆制造工艺 §5-3 曲轴制造工艺
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§5-1 齿轮制造工艺
一、齿轮的结构特点
汽车齿轮按照其结构特点分为五类： Ⅰ类 单联齿轮，孔的长径比L/D>1 。 Ⅱ类 多联齿轮，孔的长径比L/D>1 。
这两种齿轮亦称为筒形齿轮，内孔为光孔、键 槽孔或花键孔。
（4）汽车主减速器轴齿轮(主动锥齿轮)的结构，有悬 臂式和跨置式两种。
§5-1 齿轮制造工艺
三、齿轮的主要技术要求
（1）齿轮精度和表面粗糙度。轿车、微客变速器齿 轮精度为6~8级，表面粗糙度为Ra1.6μm；中重型货 车及越野车变速器齿轮精度为7~9级，表面粗糙度为 Ra3.2μm。
（2）齿轮孔或轴齿轮的轴颈尺寸公差和表面粗糙度。 6级精度齿轮，其内孔尺寸公差为IT6，轴颈尺寸公 差为IT5；对于7级精度齿轮，内孔尺寸公差为IT7， 轴颈尺寸公差为IT6；对基准孔或轴颈的尺寸公差和 形状公差应遵循包容原则。表面粗糙度值为 Ra0.4~0.8μm。
（1）材料的选择。 汽车用齿轮一般转速较高，齿轮的工作状况也很
复杂，这就要求齿轮轮齿表面具有较高的硬度以提 高耐磨性，心部具有良好的韧性以承受冲击载荷； 又由于承受交变载荷而要求轮齿具有较高的疲劳强 度。
汽车传力齿轮常用材料多为低碳合金钢，少量使 用低合金中碳钢，如20CrMnTi、20Cr、20CrMn、45 等。
§5-1 齿轮制造工艺
一、齿轮的结构特点 Ⅲ类 盘形齿轮，具有轮毂，孔的长径比L/D<1 。 Ⅳ类 齿圈，没有轮毂，孔的长径比L/D<1 。
这两种齿轮的内孔一般为光孔或键槽孔。 Ⅴ类 轴齿轮，轴齿轮上具有一个或一个以上的齿圈。
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二、齿轮结构工艺性分析
（1）用滚刀加工双联齿轮小齿轮时，大、小齿轮之 间的距离B要足够大，以免加工时滚刀碰到大齿轮的 端面。